Stage de M2 : Visualisation de données pangénomique

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Présentation INRAE

L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

Environnement de travail, missions et activités

Vous serez accueilli(e) au sein de l’unité MIAT (Mathématique et Informatique Appliqués de Toulouse - 24, Chemin de Borde Rouge 31320 Auzeville-Tolosane) dont les recherches visent à développer de nouvelles méthodes mathématiques, algorithmiques ou informatiques pour améliorer la compréhension des grands mécanismes biologiques ou agronomiques en collaborant avec les équipes de recherche en biologie. Une partie du stage (recueil des besoins) pourra se faire au sein du LIPME (Laboratoire des Interactions Plantes, Microbes et Environnement - 24, Chemin de Borde Rouge 31320 Auzeville-Tolosane) dont l’objectif est d’étudier l’adaptation des plantes leur environnement.

Contexte scientifique

Les progrès technologiques récents permettent aujourd’hui de produire facilement des génomes de haute qualité. Il est désormais possible d’étudier conjointement un ensemble de génomes d’une même espèce et ainsi de mieux capter et représenter sa diversité génétique. Cette approche, appelée pangénomique, offre ainsi de nouvelles possibilités pour mieux comprendre les mécanismes génétiques. 

Ces données peuvent notamment contribuer à mieux comprendre l’origine de certaines maladies génétiques ou à identifier des variations permettant de sélectionner des plantes mieux adaptées à des conditions environnementales difficiles, comme la sécheresse.

Pour exploiter cette richesse, les génomes peuvent être représentés sous forme de graphes, permettant d’explorer les différentes variations présentes au sein d’une espèce. La visualisation de tels graphes constitue cependant un véritable défi : leur taille et leur complexité peuvent rapidement rendre leur exploration difficile, en particulier pour des utilisateurs dont l’expertise se situe davantage du côté de la biologie que de l’informatique.

PanAbyss a été développé pour répondre à ce besoin, en proposant une interface permettant d’explorer ces graphes de connaissances et les informations qu’ils contiennent. La version actuelle de l’application constitue une première base fonctionnelle, mais son ergonomie et ses possibilités de visualisation peuvent encore être améliorées. Le stage vise donc à faire évoluer PanAbyss pour en faire un outil plus intuitif et mieux adapté aux besoins de ses utilisateurs.

Objectifs du stage 

Le stage débutera par une prise en main de l’outil PanAbyss et de son code existant, ainsi que par une analyse des besoins liés à l’exploration des graphes.

Vous serez ensuite amené·e à concevoir et développer une nouvelle interface permettant de simplifier la navigation dans l’application et de rendre la visualisation des pangénomes plus claire et intuitive.

Le travail pourra notamment comprendre :

• concevoir un nouveau design d’interface en prenant en compte les besoins des utilisateurs ;
• développer les nouvelles interfaces avec Python et Dash ;
• améliorer la visualisation et l’interaction avec les graphes à l’aide notamment de Cytoscape ;
• améliorer le packaging et le déploiement de l’application sur différentes plateformes ;
• mettre en place des tests de validation ;
• documenter les développements et assurer leur intégration dans la forge logicielle de l’institut.

Une partie du stage pourra également être consacrée à l’exploration et au développement de nouveaux algorithmes de simplification de graphes, en fonction du profil et des intérêts du candidat.

Formations et compétences recherchées

Ce stage s’adresse à un·e étudiant·e de niveau Bac+5 en informatique, développement logiciel, data science ou domaine connexe, intéressé·e par la conception d’outils permettant d’explorer des données complexes.

Nous recherchons avant tout une personne curieuse et créative, ayant une bonne maîtrise de Python et des connaissances en développement d’interfaces. Une bonne capacité de communication est également importante : le stage impliquera des échanges réguliers avec des biologistes afin de comprendre leurs besoins, recueillir leurs retours et les traduire en solutions techniques et ergonomiques adaptées.

Le stage étant à la croisée de plusieurs disciplines, nous apprécierons particulièrement les profils curieux et ouverts aux problématiques mêlant biologie, agronomie, algorithmie et informatique.

Compétences appréciées :

• bonne maîtrise de Python ;
• expérience en développement d’applications web ou d’interfaces utilisateur ;
• intérêt pour Dash et l’écosystème Python web ;
• notions de HTML/CSS/JavaScript ;
• expérience avec des bibliothèques de visualisation telles que Plotly ou Cytoscape, ou des technologies équivalentes ;
• connaissances de Git, des tests et de la documentation logicielle ;
• intérêt pour les problématiques de visualisation et d’exploration de graphes complexes ;
• autonomie et capacité à prendre en main une base de code existante.

Il n’est pas nécessaire de maîtriser l’ensemble de ces technologies à l’arrivée. La curiosité technique, la capacité à apprendre et l’envie de comprendre les besoins des utilisateurs seront également valorisées.

Une connaissance de Neo4j, Cypher, Docker/Apptainer, Conda constitue un plus.

Votre qualité de vie à INRAE

En rejoignant INRAE, vous bénéficiez (selon le type de contrat et sa durée) :

-  jusqu'à 30 jours de congés + 15 RTT par an (pour un temps plein)
- d'un soutien à la parentalité : CESU garde d'enfants, prestations pour les loisirs ;
- de dispositifs de développement des compétences : formation, conseil en orientation professionnelle ;
- d'un accompagnement social : conseil et écoute, aides et prêts sociaux ;
- de prestations vacances et loisirs : chèque-vacances, hébergements à tarif préférentiel ;
- d'activités sportives et culturelles ;
- d'une restauration collective.

Modalités pour postuler

J'envoie mon CV et ma lettre de motivation